Archive for España
Analizan el plasma de quarks y gluones en el origen del Universo
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Científicos expertos de varios países analizan desde hoy datos del experimento llevado a cabo en el laboratorio europeo de partículas CERN de recrear el plasma en el que quarks y gluones flotaban fuera de las órbitas de protones y neutrones millonésimas de segundo después del ‘Big Bang’, un fluido que podría haber dado origen al Universo.
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Los últimos análisis de ATLAS y CMS sobre la búsqueda del Higgs en el LHC, listos para su publicación
Los análisis sobre la búsqueda del bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar de Física de Partículas, presentados por los experimentos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) el pasado mes de diciembre, han sido enviados hoy para su publicación a la revista Physics Letters B. Tras realizar más análisis, la significación estadística de los resultados permanece cercana a la presentada en aquel seminario, remarcando la conclusión de que el bosón de Higgs del Modelo Estándar, si existe, es probable que tenga una masa entre los 116 y 131 GeV (gigaelectronvoltios), según el experimento ATLAS, y los 115-127 GeV, según CMS. Indicios “prometedores” han sido observados por ambos experimentos entre los 124 y 126 GeV, aunque no son lo suficientemente robustos como para ser considerados un descubrimiento.
“Nuestros análisis sobre el bosón de Higgs del Modelo Estándar con los datos obtenidos hasta ahora por el LHC nos dejan en una posición muy estimulante de cara a 2012”, dijo el director de Investigación del CERN, Sergio Bertolucci. “Con los datos obtenidos este año, seremos capaces de confirmar o descartar definitivamente el bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar”.
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Encuentro de transferencia tecnológica en detectores sensibles de posición de estado sólido
La red europea AIDA (Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators), con el apoyo de la red HEPTech, organiza en DESY (Hamburgo) un evento de transferencia tecnológica en detectores sensibles de posición de estado sólido, donde se tratarán sus aplicaciones en otros campos como Medicina, Ingeniería o Ciencias de la Vida. La Oficina de Transferencia Tecnológica (KTO) del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) participa en el encuentro, que se desarrolla el 26 y el 27 de marzo de 2012.
Los detectores sensibles de posición de estado sólido se utilizan cada vez más en numerosos campos, debido a su versatilidad y otras características ventajosas. En física de partículas se encuentran entre las tecnologías más adecuadas desarrolladas hasta el momento para el seguimiento de las trayectorias de las partículas.
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La ‘Posidonia oceanica’ es la especie más longeva de la biosfera
Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha hallado en Formentera un clon de Posidonia oceanica, una especie marina amenazada y endémica del Mediterráneo, con 100.000 años de edad. Los resultados, publicados en el último número de la revista PLoS ONE, convierten a esta especie en la más longeva de la biosfera.
Pradera de ‘Posidonia oceanica’ de Formentera, donde se ha encontrado el ejemplar más longevo./ MANU SANFELIX.
La clave se encuentra en el crecimiento clonal, un proceso que Posidonia comparte con el resto de las angiospermas (plantas superiores con flor) marinas. Está basado en la continua división de sus meristemos (regiones donde se producen nuevas células) y rizomas, tallos que crecen a un ritmo extremadamente lento, aproximadamente un centímetro al año, y conectan las nuevas plantas que se van creando.
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Comienzan los ensayos clínicos con pacientes en el PET/CT del CNA
En el mes de enero se han realizado las primeras pruebas médicas en pacientes con el escáner PET/CT del Centro Nacional de Aceleradores (CNA). Como resultado de la firma del convenio entre el CNA-Universidad de Sevilla y el Hospital Universitario Virgen del Rocío (HUVR) de Sevilla en noviembre del año pasado, se ha puesto en marcha este gran proyecto de colaboración entre la comunidad médica del HUVR y la científica del CNA para estudios y ensayos clínicos dentro del campo de la Imagen Médica.
El equipamiento del que dispone el CNA para este tipo de estudios se trata de un equipo híbrido PET/CT que permite obtener información tanto funcional como anatómica del paciente. Según fuentes del Hospital Universitario Virgen del Rocío, la planificación de uso de las instalaciones del CNA por parte del equipo médico del Hospital Virgen del Rocío es de 3 días a la semana con un volumen aproximado de 20 pacientes diarios, luego se atenderán en el CNA en torno a 60 pacientes a la semana.
Adicionalmente, los 2 días restantes quedan abiertos a toda la comunidad científica nacional e internacional para el desarrollo de sus investigaciones con la posibilidad del soporte de los facultativos del Hospital Universitario Virgen del Rocío.
Tal y como indica la doctora Laura Fernández Maza, radiofarmaceútica del CNA, los tipos de pruebas que se pueden realizar en el CNA son muy variadas abarcando principalmente la oncología, con estudios de tumores cerebrales o cáncer de próstata, entre otros, y otras disciplinas como la cardiología o la neurología, con estudios de las enfermedades del Parkinson y el Alzheimer.
¿Qué es PET/CT?
El término PET hace referencia tanto a la técnica diagnóstica como al equipo diagnóstico. PET es el acrónimo de Positron Emission Tomography, es decir, Tomografía por Emisión de Positrones, en español. Se trata de una técnica de diagnóstico nuclear no invasiva capaz de proporcionar información sobre el metabolismo del ser humano, basándose en la distribución espacial de un radiofármaco de vida media corta dentro de un organismo vivo.
Cuando hablamos de CT nos referimos al término inglés Computerized Tomography, Tomografía Computerizada. Esta técnica no invasiva permite obtener, mediante emisión de rayos X, una imagen anatómica en sección o tridimensional del paciente.
¿Cómo se lleva a cabo la prueba PET?
Para realizar esta prueba se requiere en primer lugar la obtención de radioisótopos de vida media corta que se caracterizan por la emisión de una radiación propia, el positrón. Estos radioisótopos se obtienen en el ciclotrón del que dispone el CNA en sus propias instalaciones. Se trata de un acelerador de partículas circular cuyo funcionamiento consiste en el bombardeo de un target mediante un haz de protones o deuterones, según interese. Una vez interacciona el haz de iones acelerado, mediante campos eléctricos y magnéticos alternos, con el target o blanco, tiene lugar una reacción nuclear gracias a la cual se obtiene el radioisótopo requerido.
Tras la reacción nuclear y consiguiente obtención del radioisótopo, éste se traslada a las celdas de la Radiofarmacia adyacente al acelerador. En estas celdas se lleva a cabo la síntesis del radiofármaco, mediante el marcaje de un precursor con el radioisótopo.
Efectuada la síntesis del radiofármaco, este radiotrazador necesita pasar los controles de calidad pertinentes que garantizan las perfectas condiciones del radiofármaco para su suministro a pacientes.
Pasados todos los controles de calidad impuestos por la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios, la dosis requerida es inyectada al paciente, que es trasladado desde la sala de inyección hasta la sala PET/CT para realizarle la prueba pertinente.
El resultado obtenido es el de una imagen tridimensional y funcional de la zona estudiada. Esta imagen se consigue gracias a la interacción de los positrones emitidos por el radioisótopo con los electrones del cuerpo del paciente. Como resultado de dicha interacción, se produce la emisión de rayos gamma que son detectados por el tomógrafo PET, generando, tras un procesado informático, la imagen PET. Dado que cada radiofármaco tiene distintas dianas biológicas, se pueden estudiar distintas patologías mediante el uso de distintos radiofármacos.
Aplicaciones de la técnica PET en el CNA
La utilidad de esta técnica es muy variada. Existen distintas indicaciones para los radiofármacos PET de los que el CNA dispone. Los dos radioisótopos que un principio se tiene previsto obtener para su uso en pacientes humanos son el 18F y el 11C.
Existen distintos radiotrazadores disponibles para su obtención en el CNA. La [18F]FDG es un marcador metabólico inespecífico de utilidad fundamentalmente oncológica. Además, se dispondrá de otros marcadores tumorales más específicos tales como la 11C-metionina, útil en el diagnóstico y seguimiento de tumores cerebrales o la 11C-colina, marcador específico del cáncer de próstata.
El CNA dispone de la capacidad de producir [18F]Fluortimidina, que se emplea como marcador de proliferación celular, [18F]FMISO utilizado como marcador de hipoxia, útil para estudio de tumores con bajo consumo de oxígeno o para estudios de traumatismos craneoencefálicos. Otro de los marcadores que se sintetizan en el CNA para uso en humanos es la [18F]DOPA, siendo su aplicación fundamental el diagnóstico de la enfermedad del Parkinson o tumores neuroendocrinos.
Asimismo, se prevé la síntesis de radiofármacos útiles en el diagnóstico de patologías neurológicas como el Alzheimer o cardiológicas.
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Una investigadora española coordina la toma de datos de uno de los grandes experimentos del LHC
La investigadora María Chamizo Llatas, del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), es desde este mes de enero la responsable de coordinar la toma de datos de CMS, uno de los dos mayores experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), durante 2012-2013. Es la primera española en alcanzar la responsabilidad de la operación completa de un gran experimento como CMS, donde participan más de 2.000 científicos de 155 institutos y 37 países, entre ellos 88 españoles.
Chamizo Llatas ha sido nombrada “Run Coordinator” de CMS, figura responsable de la operación completa del detector CMS para optimizar la calidad de los datos que se toman cuando el LHC está en funcionamiento. “Esto supone coordinar la operación de los distintos subdetectores que forman parte del detector para obtener una alta eficiencia en la toma de datos y una excelente calidad de los mismos para su posterior análisis”, explica la investigadora.
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El CNA participa en un proyecto europeo para optimizar los aceleradores de partículas
El Centro Nacional de Aceleradores (CNA), centro mixto Universidad de Sevilla, Junta de Andalucía y Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), se convierte en socio de la nueva red europea oPAC (Optimization of the performance of any Particle ACcelerators, Optimización del Funcionamiento de Aceleradores de Partículas), iniciativa que se enmarca dentro del 7º Programa Marco de Investigación Europeo en las acciones Marie Curie Initial Training Network (ITN).
OPAC reúne a los principales centros de investigación, universidades y socios de industria para formar conjuntamente la próxima generación de investigadores en ciencia y tecnología de aceleradores. Entre los socios de oPAC destacan centros de investigación con aceleradores de partículas tales como el acelerador español ALBA, el CERN o el GSI alemán. Con un presupuesto de 6 millones de euros, OPAC es uno de los mayores proyectos nunca financiado por la Unión Europea dentro de las acciones Marie Curie ITN.
La optimización de los aceleradores requiere un profundo conocimiento y entendimiento de la dinámica de los haces de iones y la posibilidad de simulación para estudiar y mejorar los distintos componentes de los aceleradores de partículas. Asimismo, se necesita para todo ello un conjunto de métodos de diagnóstico y potentes sistemas de control y de adquisición de datos.
Los dos proyectos que se desarrollarán dentro de la participación del CNA en oPAC son la optimización de la detección de un isótopo radioactivo del berilio (10Be) y el diseño de un sistema de detección para la verificación de un sistema de reconstrucción de la imagen en 3D para el tratamiento de radioterapia. El primer proyecto tiene como objetivo la optimización del sistema de medidas de 10Be del CNA para aumentar la sensibilidad y eficiencia. El interés de este radionucleido radica en su uso para estudios de exposición solar, siendo uno de los más solicitados para estudios con AMS, tras el carbono 14 (14C).
La física de partículas ha revolucionado la investigación científica, y Andalucía no se ha quedado atrás. La región cuenta con el Centro Nacional de Aceleradores, el primer centro de España especializado en aceleración de partículas, impulsado por la Junta de Andalucía, el CSIC y la Universidad de Sevilla.
Situado en el parque tecnológico sevillano Cartuja 93, alberga tres aceleradores de partículas de gran proyección internacional que permiten a los científicos conocer las piezas más diminutas que constituyen la naturaleza.
Sus instalaciones están acondicionadas para desarrollar actividades en campos tan diversos como el análisis de contaminantes, la física nuclear y la medicina nuclear. El nivel de sus actividades son un claro ejemplo de la capacidad científica andaluza.
El segundo proyecto se llevará a cabo por el grupo de Física Nuclear Básica del CNA en colaboración con el Hospital Universitario Virgen Macarena de Sevilla. El montaje experimental se basa en primer lugar en la franja comercial de detectores de silicio, junto a la electrónica construida a propósito y un sistema de adquisición de datos. El objetivo del proyecto es el de estimar la sensibilidad de los detectores de Si de acuerdo con la energía depositada.
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La Física de Partículas europea planea su recorrido para el futuro
http://videociencia.net/Clip/video/KHHU99SBGKSB/CERN-1977-2008
El Consejo de la Organización Europea de Física Nuclear (CERN) anunció tras su reunión del 15 de diciembre la celebración de un Simposio Abierto en Cracovia (Polonia) del 10 al 13 de septiembre de 2012 con el objetivo de actualizar la Estrategia Europea de Física de Partículas. El Consejo adoptó la actual Estrategia para la disciplina en julio de 2006 con el acuerdo de actualizarse en periodos de cinco años.
“La física de partículas es un campo de investigación a largo plazo que requiere una visión a largo plazo”, explicó Tatsuya Nakada, secretario científico de la sesión de Estrategia Europea del Consejo. “Con el LHC funcionando bien y los resultados produciéndose, así como con perspectivas prometedoras de un mejor entendimiento de la física fuera del LHC como las oscilaciones de neutrinos, es el momento de empezar a preparar el papel de Europa en el futuro desarrollo de la física de partículas”.
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Hacen crecer grafeno sobre cristales de oro
Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid han desarrollado un método de crecimiento de grafeno que permite su formación sobre superficies de cristales de oro, ampliando sus posibilidades como material clave en la electrónica del futuro.
Un importante reto científico en la actualidad consiste en lograr desarrollar métodos de crecimiento de grafeno, material resistente, transparente y extremadamente flexible que promete ser fundamental en la electrónica del futuro. Uno de los métodos de crecimiento de grafeno más utilizados hasta el momento es el de la descomposición térmica de hidrocarburos sobre superficies metálicas. Sin embargo, este método no funciona correctamente sobre superficies de baja reactividad, como las de oro, donde la adsorción de los hidrocarburos es muy débil.
Recientemente, investigadores del departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) lograron desarrollar un método de crecimiento de grafeno sobre metales de baja reactividad, descrito en un artículo publicado en la revista Nano Letters.
Según el artículo, este método proporciona resultados similares a los de los métodos más tradicionales sobre superficies de cobre, al tiempo que permite, por primera vez, el crecimiento de grafeno sobre superficies de cristales de oro. Esto último, según los autores, es enormemente relevante, ya que permitirá optimizar las propiedades del contacto entre el grafeno y el oro, que es posiblemente el material más comúnmente usado para los contactos de grafeno.
El método
El nuevo método de crecimiento de grafeno consiste en la irradiación del substrato metálico con iones de etileno que son acelerados contra la superficie del metal mediante una diferencia de potencial de 500 voltios. Durante la irradiación, la superficie de la muestra se mantiene a altas temperaturas, del orden de 800 grados centígrados. Posteriormente, las superficies preparadas de este modo son caracterizadas a través de un microscopio de efecto túnel de temperatura variable, construido por los propios investigadores.
Este tipo de microscopios permite la obtención de imágenes de muestras conductoras a diferentes temperaturas con resolución atómica. En la figura se pueden observar algunas imágenes adquiridas con el microscopio sobre un área específica de una muestra de grafeno crecido sobre un substrato de oro mediante este método.
Los investigadores también aprovecharon la alta sensibilidad del microscopio para estudiar la interacción electrónica entre la capa de grafeno y la superficie de los substratos de cobre y de oro. Este tipo de estudios son de especial relevancia de cara a las posibles aplicaciones del grafeno en las que éste podría ser combinado con diferentes materiales que podrían afectar a sus propiedades.
Los resultados obtenidos revelan una débil interacción entre el grafeno y las superficies de cobre y de oro; interacción que resulta ser particularmente débil en el caso del oro, donde se ha observado que no hay una transferencia apreciable de electrones entre el grafeno y el metal. De este modo, la capa de grafeno crecida sobre un substrato de oro podría ser, hasta la fecha, el sistema grafeno-metal que presenta una menor interacción mutua.
Un material del futuro
El grafeno es un material de reciente innovación que consiste en una lámina de carbono —de un átomo de espesor— en la que los átomos se ordenan en una estructura tipo panal de abeja. Como consecuencia de esta estructura bidimensional tan particular, el grafeno presenta unas sorprendentes propiedades mecánicas y electrónicas que le convierten en un potencial candidato a ser integrado en futuros dispositivos electrónicos. De hecho, compañías como IBM y Samsung actualmente destinan grandes recursos con este objetivo, permitiendo que los avances en este campo sean ya una realidad.
A modo de ejemplo, cabe destacar el diseño de prototipos de transistores que, gracias a la alta movilidad de los electrones en grafeno, pueden operar a frecuencias de hasta 250 Ghz; o la construcción de un prototipo de pantalla táctil flexible gracias a la alta flexibilidad del material. Ambos ejemplos abren posibilidades al diseño de teléfonos móviles, o incluso ordenadores portátiles, completamente plegables y con elevadas velocidades de operación.
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nl201281m
Referencia bibliográfica:
Martinez-Galera, A. J.; Brihuega, I.; Gomez-Rodriguez, J. M. “Ethylene Irradiation: A New Route to Grow Graphene on Low Reactivity Metals”. Nano Lett.2011, 11, 3576–3580.
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Las galaxias también cambian por dentro
Las grandes transformaciones que experimentan las galaxias en su interior marcarán el futuro de las investigaciones sobre su evolución. Este candente campo de investigación ha centrado la XXIII edición de la ‘Canary Islands Winter School of Astrophysics’, organizada por el IAC. Dos semanas de charlas y debates que concluyen hoy en el Puerto de la Cruz (Tenerife).
Las galaxias interactúan entre sí e, incluso, llegan a fusionarse creando una nueva galaxia más grande y con forma elíptica. Este sociable comportamiento ha marcado gran parte de los trabajos que tratan de aclarar cómo evolucionan estos objetos. Sin embargo, también hay que buscar respuestas en su interior. Esta es la principal conclusión de la XXIII edición de la Canary Islands Winter School of Astrophysics, organizada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y que concluyó el viernes 25, en el Puerto de la Cruz, en Tenerife.
Por espacio de dos semanas, los 83 participantes en las jornadas – estudiantes de doctorado y postdoctorado provenientes de Australia, Canadá, EE UU, Argentina, México, Corea, China, y toda Europa- han tenido la oportunidad de profundizar en la evolución de las galaxias de la mano de importantes especialistas en la materia.
La elección del tema no es casual. Aunque la evolución galáctica se estudia desde los años ’70, los avances en cartografiado y la información aportada por los telescopios de última generación han ampliado el interés por este campo de investigación, uno de los que plantea más incógnitas de la astrofísica actual.
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